(57)【要約】【課題】  発光素子の駆動用トランジスタのパターンサイズを小さくし、表示画素の開口率を向上する。【解決手段】  駆動用ＴＦＴ８５の第２の能動層１１１は、積層された２層のポリシリコン層１０２Ｐ，１０３Ｐから成る。上層のポリシリコン層１０３Ｐは、画素選択用ＴＦＴ１０の第１の能動層１１０を構成するポリシリコン層と同時に堆積されたものでこれと同じ膜厚を有している。したがって、第２の能動層１１１は下層のポリシリコン層１０２Ｐの膜厚分、厚く形成されている。第２の能動層１１１の平均結晶粒径は第１の能動層１１０の平均結晶粒径に比して小さい。このため、駆動用ＴＦＴ８５のキャリア移動度は画素選択用ＴＦＴ１０のキャリア移動度に比して小さくなる。これにより、駆動用ＴＦＴ８５の短チャネル化が可能となる。【選択図】  図３
2005300786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を備え、各画素は、電流の供給を受けて発光する発光素子と、ゲート信号に応じて各画素を選択するための画素選択用トランジスタと、前記画素選択用トランジスタを通して供給される表示信号に応じて前記発光素子に電流を供給する駆動用トランジスタとを備え、
さらに、前記画素選択用トランジスタは、半導体材料から成る第１の能動層と、該第１の能動層上に第１のゲート絶縁層を介して形成された第１のゲート電極とを備え、前記駆動用トランジスタは、半導体材料から成る第２の能動層と、該第２の能動層上に第２のゲート絶縁層を介して形成された第２のゲート電極とを備え、
前記第２の能動層は前記第１の能動層と異なる膜厚を有するとともに、前記第２の能動層を構成する前記半導体材料の平均結晶粒径は前記第１の能動層を構成する前記半導体材料の平均結晶粒径より小さいことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第２の能動層は前記第１の能動層より大きい膜厚を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記２の能動層は前記第１の能動層より小さい膜厚を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記半導体材料がシリコンであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第２の能動層を構成する前記半導体材料の粒径が２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記発光素子が有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項１、２、３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
複数の画素を備え、各画素は、電流の供給を受けて発光する発光素子と、ゲート信号に応じて各画素を選択するための画素選択用トランジスタと、前記画素選択用トランジスタを通して供給される表示信号に応じて前記発光素子に電流を供給する駆動用トランジスタとを有する表示装置の製造方法であって、
絶縁性基板上の全面に第１のアモルファスシリコン層を堆積する工程と、
前記画素選択用トランジスタの形成領域の第１のアモルファスシリコン層を選択的に除去する工程と、
前記絶縁性基板上の全面に第２のアモルファスシリコン層を堆積することにより、前記画素選択用トランジスタの形成領域に前記第２のアモルファスシリコン層を形成し、前記駆動用トランジスタの形成領域には前記第１のアモルファスシリコン層上に前記第２のアモルファスシリコン層を積層する工程と、
前記第１及び第２のアモルファスシリコン層に同一のレーザーエネルギー密度でレーザーを照射して、これらのアモルファスシリコン層に対してアニールを施してこれらを結晶化する工程と、
結晶化された前記第１及び第２のアモルファスシリコン層をパターニングして、前記画素選択用トランジスタの第１の能動層と前記駆動用トランジスタの第２の能動層とを形成する工程と、
前記第１及び第２の能動層上に、それぞれ第１及び第２のゲート絶縁層を形成する工程と、
前記第１及び第２のゲート絶縁層上にそれぞれ第１及び第２のゲート電極を形成する工程と、を備えることを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項８】
複数の画素を備え、各画素は、電流の供給を受けて発光する発光素子と、ゲート信号に応じて各画素を選択するための画素選択用トランジスタと、前記画素選択用トランジスタを通して供給される表示信号に応じて前記発光素子に電流を供給する駆動用トランジスタとを有する表示装置の製造方法であって、
絶縁性基板上の全面にアモルファスシリコン層を堆積する工程と、
前記画素選択用トランジスタの形成領域のアモルファスシリコン層を選択的にその膜厚の途中までエッチングして画素選択用トランジスタの形成領域に薄いアモルファスシリコン層を形成するとともに、駆動用トランジスタの形成領域に厚いアモルファスシリコン層を残す工程と、
前記薄いアモルファスシリコン層と厚いアモルファスシリコン層に同一のレーザーエネルギー密度でレーザーを照射して、これらのアモルファスシリコン層に対してアニールを施してこれらを結晶化する工程と、
結晶化された前記アモルファスシリコン層をパターニングして、前記画素選択用トランジスタの第１の能動層と前記駆動用トランジスタの第２の能動層とを形成する工程と、
前記第１及び第２の能動層上に、それぞれ第１及び第２のゲート絶縁層を形成する工程と、
前記第１及び第２のゲート絶縁層上にそれぞれ第１及び第２のゲート電極を形成する工程と、を備えることを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２の能動層を構成するシリコンの平均粒径が前記第１の能動層を構成するシリコンの平均粒径より小さくなるように、前記レーザーエネルギー密度を設定することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１０】
複数の画素を備え、各画素は、電流の供給を受けて発光する発光素子と、ゲート信号に応じて各画素を選択するための画素選択用トランジスタと、前記画素選択用トランジスタを通して供給される表示信号に応じて前記発光素子に電流を供給する駆動用トランジスタとを有する表示装置の製造方法であって、
絶縁性基板上の前記画素選択用トランジスタの形成領域に第１のアモルファスシリコン層を形成する工程と、
絶縁性基板上の前記駆動用トランジスタの形成領域に前記第１のアモルファスシリコン層よりも厚い膜厚を有した第２のアモルファスシリコン層を形成する工程と、
前記第１及び第２のアモルファスシリコン層に同一のレーザーエネルギー密度でレーザーを照射して、これらのアモルファスシリコン層に対してアニールを施してこれらを結晶化する工程と、
結晶化された前記第１及び第２のアモルファスシリコン層をパターニングして、前記画素選択用トランジスタの第１の能動層と前記駆動用トランジスタの第２の能動層とを形成する工程と、
前記第１及び第２の能動層上に、それぞれ第１及び第２のゲート絶縁層を形成する工程と、
前記第１及び第２のゲート絶縁層上にそれぞれ第１及び第２のゲート電極を形成する工程と、を備え、前記第２の能動層を構成するシリコンの平均粒径が前記第１の能動層を構成するシリコンの平均粒径より小さくなるように、前記レーザーエネルギー密度を設定することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項１１】
複数の画素を備え、各画素は、電流の供給を受けて発光する発光素子と、ゲート信号に応じて各画素を選択するための画素選択用トランジスタと、前記画素選択用トランジスタを通して供給される表示信号に応じて前記発光素子に電流を供給する駆動用トランジスタとを有する表示装置の製造方法であって、
絶縁性基板上の前記画素選択用トランジスタの形成領域に第１のアモルファスシリコン層を形成する工程と、
絶縁性基板上の前記駆動用トランジスタの形成領域に前記第１のアモルファスシリコン層よりも薄い膜厚を有した第２のアモルファスシリコン層を形成する工程と、
前記第１及び第２のアモルファスシリコン層に同一のレーザーエネルギー密度でレーザーを照射して、これらのアモルファスシリコン層に対してアニールを施してこれらを結晶化する工程と、
結晶化された前記第１及び第２のアモルファスシリコン層をパターニングして、前記画素選択用トランジスタの第１の能動層と前記駆動用トランジスタの第２の能動層とを形成する工程と、
前記第１及び第２の能動層上に、それぞれ第１及び第２のゲート絶縁層を形成する工程と、
前記第１及び第２のゲート絶縁層上にそれぞれ第１及び第２のゲート電極を形成する工程と、を備え、前記第２の能動層を構成するシリコンの平均粒径が前記第１の能動層を構成するシリコンの平均粒径より小さくなるように、前記レーザーエネルギー密度を設定することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第２の能動層を構成するシリコンの粒径が２００ｎｍ以下となるように、前記レーザー照射のレーザーエネルギー密度を設定することを特徴とする請求項９、１０、１１のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記発光素子が有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項９、１０、１１のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置及びその製造方法に関し、特に各画素に、電流の供給を受けて発光する発光素子と、ゲート信号に応じて各画素を選択するための画素選択用トランジスタと、前記画素選択用トランジスタを通して供給される表示信号に応じて前記発光素子に電流を供給する駆動用トランジスタを備える表示装置、並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機エレクトロルミネッセンス（Organic Electro Luminescence：以下、「有機ＥＬ」と略称する）素子を用いた有機ＥＬ表示装置は、ＣＲＴやＬＣＤに代わる表示装置として注目されている。特に、有機ＥＬ素子を駆動させるスイッチング素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、「ＴＦＴ」と略称する）を備えた有機ＥＬ表示装置が開発されている。
【０００３】
図８に、係る有機ＥＬ表示装置の一画素の等価回路図を示す。実際の有機ＥＬ表示パネルでは、この画素がｎ行ｍ列のマトリクスに配置されている。
【０００４】
ゲート信号Ｇnを供給するゲート信号線５０と、表示信号Ｄmを供給するドレイン信号線６０とが互いに交差している。それらの両信号線の交差点付近には、有機ＥＬ素子７０及びこの有機ＥＬ素子７０を駆動する駆動用ＴＦＴ８０、画素を選択するための画素選択用ＴＦＴ１０が配置されている。
【０００５】
駆動用ＴＦＴ８０のソースには、電源ライン９０から正電源電圧ＰＶｄｄが供給されている。また、そのドレインは有機ＥＬ素子７０のアノード７１に接続されている。
【０００６】
画素選択用ＴＦＴ１０のゲートにはゲート信号線５０が接続されることによりゲート信号Ｇnが供給され、ドレイン１０ｄにはドレイン信号線６０が接続され、表示信号Ｄmが供給される。画素選択用ＴＦＴ１０のソース１０ｓは駆動用ＴＦＴ８０のゲートに接続されている。ここで、ゲート信号Ｇnは不図示の垂直ドライバ回路から出力される。表示信号Ｄmは不図示の水平ドライバ回路から出力される。
【０００７】
また、有機ＥＬ素子７０は、アノード７１、カソード７２、このアノード７１とカソード７２の間に形成された発光素子層（不図示）から成る。カソード７２には、負電源電圧ＣＶが供給されている。また、駆動用ＴＦＴ８０のゲートには保持容量Ｃｓが接続されている。保持容量Ｃｓは表示信号Ｄmに応じた電荷を保持することにより、１フィールド期間、表示画素の表示信号を保持するために設けられている。
【０００８】
上述した構成のＥＬ表示装置の動作を説明する。ゲート信号Ｇnが一水平期間、ハイレベルになると、画素選択用ＴＦＴ１０がオンする。すると、ドレイン信号線６０から表示信号Ｄmが画素選択用ＴＦＴ１０を通して、駆動用ＴＦＴ８０のゲートに印加され、かつ保持容量Ｃｓに保持される。
【０００９】
そして、そのゲートに供給された表示信号Ｄmに応じて、駆動用ＴＦＴ８０のコンダクタンスが変化し、それに応じた駆動電流が駆動用ＴＦＴ８０を通して有機ＥＬ素子７０に供給され、有機ＥＬ素子７０が点灯する。そのゲートに供給された表示信号Ｄmに応じて、駆動用ＴＦＴ８０がオフ状態の場合には、駆動用ＴＦＴ８０には電流が流れないため、有機ＥＬ素子７０も消灯する。
【特許文献１】特開２００２−１７５０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、画素選択用ＴＦＴ１０はゲート信号Ｇｎに応じて高速でスイッチングする必要があるのに対して、駆動用ＴＦＴ８０は高速のスイッチングは要求されず、むしろ画素選択用ＴＦＴ１０と同様に作製すると階調表示に悪影響が生じる。即ち、有機ＥＬ表示装置の階調表示は駆動用ＴＦＴ８０による電流制御により行われるが、駆動用ＴＦＴ８０の電流駆動能力が大きいとその電流量の制御が難しくなるという問題がある。
【００１１】
そこで、従来は駆動用ＴＦＴ８０の電流駆動能力を抑制するためにそのチャネル長は長く設計することが考えられる。しかしながら、そのような設計では駆動用ＴＦＴ８０のパターンサイズが大きくなってしまい、駆動用ＴＦＴ８０の形成領域は光を透過しないことから、そのパターンサイズが大きい分、画素の開口率（画素の全面積に対する有効発光面積の比率）が低下してしまうという問題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで、本発明の主たる特徴構成は以下の通りである。即ち、本発明の表示装置は、複数の画素を備え、各画素は、電流の供給を受けて発光する発光素子と、ゲート信号に応じて各画素を選択するための画素選択用トランジスタと、前記画素選択用トランジスタを通して供給される表示信号に応じて前記発光素子に電流を供給する駆動用トランジスタとを備え、さらに、前記画素選択用トランジスタは、半導体材料から成る第１の能動層と、該第１の能動層上に第１のゲート絶縁層を介して形成された第１のゲート電極とを備え、前記駆動用トランジスタは、半導体材料から成る第２の能動層と、該第２の能動層上に第２のゲート絶縁層を介して形成された第２のゲート電極とを備え、前記第２の能動層は前記第１の能動層と異なる膜厚を有するとともに、前記第２の能動層を構成する前記半導体材料の平均結晶粒径は前記第１の能動層を構成する前記半導体材料の平均結晶粒径より小さいことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の表示装置の製造方法は、複数の画素を備え、各画素は、電流の供給を受けて発光する発光素子と、ゲート信号に応じて各画素を選択するための画素選択用トランジスタと、前記画素選択用トランジスタを通して供給される表示信号に応じて前記発光素子に電流を供給する駆動用トランジスタとを有する表示装置の製造方法であって、絶縁性基板上の全面に第１のアモルファスシリコン層を堆積する工程と、前記画素選択用トランジスタの形成領域の第１のアモルファスシリコン層を選択的に除去する工程と、前記絶縁性基板上の全面に第２のアモルファスシリコン層を堆積することにより、前記画素選択用トランジスタの形成領域に前記第２のアモルファスシリコン層を形成し、前記駆動用トランジスタの形成領域には前記第１のアモルファスシリコン層上に前記第２のアモルファスシリコン層が積層する工程と、前記第１及び第２のアモルファスシリコン層にレーザーを照射して、これらのアモルファスシリコン層に対してアニールを施してこれらを結晶化する工程と、結晶化された前記第１及び第２のアモルファスシリコン層をパターニングして、前記画素選択用トランジスタの第１の能動層と前記駆動用トランジスタの第２の能動層とを形成する工程と、前記第１及び第２の能動層上に、それぞれ第１及び第２のゲート絶縁層を形成する工程と、前記第１及び第２のゲート絶縁層上にそれぞれ第１及び第２のゲート電極を形成する工程と、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の表示装置及びその製造方法によれば、駆動用ＭＯＳトランジスタの能動層の結晶粒径が画素選択用トランジスタの能動層の結晶粒径に比して小さくなるので、駆動用ＭＯＳトランジスタのキャリア移動度が画素選択用トランジスタの移動度に比して小さくなり、その分、駆動用ＭＯＳトランジスタのチャネル長を短く設計し、そのパターンサイズを小さくできる。これにより、画素の開口率が向上する。画素の開口率が向上すれば、画素当たりの発光輝度も大きくなり、発光素子の発光効率にも余裕度ができる。さらに、駆動用ＭＯＳトランジスタの能動層の結晶粒径が小さくなることから、しきい値などの電気的特性の均一性も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は有機ＥＬ表示装置の一画素の平面パターン図である。実際の有機ＥＬ表示パネルでは、この画素がｎ行ｍ列のマトリクスに配置されている。また、図２、図３は、画素選択用ＴＦＴ１０及び駆動用ＴＦＴ８５の構造及びその製造方法を示す断面図である。なお、有機ＥＬ表示装置の一画素の等価回路図については図８と全く同じである。
【００１６】
まず、本実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の画素構造について詳しく説明する。図１に示す如く、ゲート信号Ｇnを供給するゲート信号線５０が行方向に延在し、表示信号Ｄmを供給するドレイン信号線６０が列方向に延在し、これらの信号線が互いに立体的に交差している。ゲート信号線５０は、クロム層若しくはモリブデン層等から成り、ドレイン信号線６０はその上層のアルミニウム層等から成る。
【００１７】
画素選択用ＴＦＴ１０は、ガラス基板等の透明な絶縁性基板１００上に、バッファ層１０１を介して形成されたポリシリコン層から成る第１の能動層１１０上に、第１のゲート絶縁層１０４Ａが形成され、その第１のゲート絶縁層１０４Ａ上に、ゲート信号線５０から延びた２つのゲート電極５１，５２が形成され、ダブルゲート構造を成している。ゲート電極５１，５２上には層間絶縁層１０５が形成されている（図３（ｂ）参照）。
【００１８】
また、この画素選択用ＴＦＴ１０ソース１０ｄは、コンタクト１６を介してドレイン信号線６０に接続されている。画素選択用ＴＦＴ１０のドレイン１０ｓを構成しているポリシリコン層は、保持容量領域に延在され、その上層の保持容量線１１と容量絶縁膜を介してオーバーラップしており、このオーバーラップ部分で保持容量Ｃｓが形成されている。そして、画素選択用ＴＦＴ１０のドレイン１０ｓから延びたポリシリコン層は、駆動用ＴＦＴ８５のゲート電極２０にアルミニウム配線１７を介して接続されている。
【００１９】
この駆動用ＴＦＴ８５は、ガラス基板等の透明な絶縁性基板１００上に、バッファ層１０１を介して形成された第２の能動層１１１上に、第２のゲート絶縁層１０４Ｂが形成され、その第２のゲート絶縁層１０４Ｂ上に、クロム層若しくはモリブデン層等から成るゲート電極２０が形成されている。駆動用ＴＦＴ８５は、ゲート電極２０が共通に入力された、２つの並列トランジスタ８５Ａ，８５Ｂから構成され、各並列トランジスタ８５Ａ，８５Ｂの共通ソースはコンタクトを介して、正電源電圧ＰＶｄｄが供給された電源ライン９０に接続されている。また、各並列トランジスタ８５Ａ，８５Ｂの共通ドレインはコンタクトを介して有機ＥＬ素子７０のアノード７１に接続されている。ゲート電極２０上に第２のゲート絶縁層１０４Ｂが形成されている。
【００２０】
ここで第２の能動層１１１は、積層された２層のポリシリコン層１０２Ｐ，１０３Ｐから成る。上層のポリシリコン層１０３Ｐは、後述するように第１の能動層１１０を構成するポリシリコン層と同時に堆積されたものでこれと同じ膜厚を有している。したがって、第２の能動層１１１は下層のポリシリコン層１０２Ｐの膜厚分、厚く形成されている。
そして、第２の能動層１１１の平均結晶粒径は第１の能動層１１０の平均結晶粒径に比して小さい。
【００２１】
次に、画素選択用ＴＦＴ１０及び駆動用ＴＦＴ８５の構造の製造方法について説明する。まず、図２（ａ）に示す如く、絶縁性基板１００上の全面にシリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４）及びシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）からなるバッファ膜１０１をＣＶＤ法等により形成する。続いて、このバッファ膜１０１上の全面に第１のアモルファスシリコン層１０２をＣＶＤ法により堆積する。
【００２２】
次に、図２（ｂ）に示す如く、画素選択用ＴＦＴ１０の形成領域の第１のアモルファスシリコン層１０２を選択的にエッチングしてこれを除去する。一方、駆動用ＴＦＴ８５の形成領域の第１のアモルファスシリコン層１０２はエッチングされずそのまま残存している。
【００２３】
次に、図３（ａ）に示す如く、絶縁性基板１００上の全面に第２のアモルファスシリコン層１０３をＣＶＤ法により堆積する。これにより、画素選択用ＴＦＴ１０の形成領域では、第２のアモルファスシリコン層１０３のみがバッファ層１０３上に形成される。一方、駆動用ＴＦＴ８５の形成領域では、第１のアモルファスシリコン層１０２上に第２のアモルファスシリコン層１０３が積層される。その後、アモルファスシリコンの脱水素処理が行われる。
【００２４】
そして、絶縁性基板１００の上方から、第１及び第２のアモルファスシリコン層１０２，１０３に対してレーザー照射を行うことで、これらのアモルファスシリコン層にレーザーアニールを施す。このレーザーアニール処理により、第１及び第２のアモルファスシリコン層１０２，１０３は結晶化され、ポリシリコン層となる。このとき、画素選択用ＴＦＴ１０の形成領域でのアモルファスシリコン層の厚さは、第２のアモルファスシリコン層１０３の厚さのみであるのに対して、駆動用ＴＦＴ８５の形成領域でのアモルファスシリコン層の厚さは、第１及び第２のアモルファスシリコン層１０２，１０３の厚さの合計となる。
【００２５】
このアモルファスシリコン層の厚さの相違により、駆動用ＴＦＴ８５の形成領域のポリシリコン層の平均結晶粒径は、レーザーアニール時のレーザーのエネルギー密度に依存して、画素選択用ＴＦＴ１０の形成領域のポリシリコン層の平均結晶粒径に比して小さくなる。
【００２６】
図６は、レーザーアニールによりアモルファスシリコン層を結晶化する場合において、レーザーアニール後の平均結晶粒径とレーザーエネルギー密度との関係をアモルファスシリコン層の幾つかの膜厚（４０ｎｍ，４３ｎｍ，４６ｎｍ，４９ｎｍ，５５ｎｍ）について示した図である。この図から明らかなように、各膜厚について、レーザーアニール後の平均結晶粒径は、レーザーエネルギー密度に対して、特定のレーザーエネルギー密度までは、エネルギー密度の増加とともに増加し、その特定のレーザーエネルギー密度以上では、エネルギー密度の増加とともに減少する。即ち、レーザーアニール後の平均結晶粒径は、レーザーエネルギー密度に対して、前記特定のレーザーエネルギー密度でピークを有するカーブを描く。しかも、アモルファスシリコン層の膜厚が増加すると、このカーブは右方向（エネルギー密度が高い方向）へシフトする。
【００２７】
図７は、このような平均結晶粒径とレーザーエネルギー密度との関係を模式的に図示した図である。この図からも明らかなように、アモルファスシリコン層の膜厚がＴ１のカーブは、アモルファスシリコン層の膜厚がＴ２（Ｔ２＞Ｔ１）のカーブとあるエネルギー密度Ｅ０において交わる。そして、低レーザーエネルギー密度Ｅ１（Ｅ１＜Ｅ０）のレーザーエネルギー密度範囲では、その同一レーザーエネルギー密度Ｅ１の下で、厚い膜厚Ｔ２を有したアモルファスシリコン層の方が、レーザーアニール後の平均結晶粒径が小さいことになる。一方、高レーザーエネルギー密度Ｅ２（Ｅ２＞Ｅ０）のレーザーエネルギー密度範囲では、その同一レーザーエネルギー密度Ｅ２の下で、逆に薄い膜厚Ｔ１を有したアモルファスシリコン層の方が、レーザーアニール後の平均結晶粒径が小さいことになる。
【００２８】
そこで、本実施形態では、上記のような低レーザーエネルギー密度範囲を利用してレーザー照射を行うことで、駆動用ＴＦＴ８５の形成領域のポリシリコン層の平均結晶粒径を画素選択用ＴＦＴ１０の形成領域のポリシリコン層の平均結晶粒径に比して小さくした。
【００２９】
例えば、駆動用ＴＦＴ８５の形成領域でのアモルファスシリコン層の厚さを４９ｎｍ、画素選択用ＴＦＴ１０の形成領域のアモルファスシリコン層の厚さを４３ｎｍとすると、レーザーエネルギー密度を３６０ｍＪ／ｃｍ２とすれば、レーザーアニール後において、駆動用ＴＦＴ８５の形成領域でのポリシリコン層の平均結晶粒径は２００ｎｍ以下となる。一方、画素選択用ＴＦＴ１０の形成領域でのポリシリコン層の平均結晶粒径は４００ｎｍ程度となる。
【００３０】
次に、図３（ｂ）に示す如く、結晶化された第１及び第２のアモルファスシリコン層１０２，１０３をパターニングして、画素選択用ＴＦＴ１０の能動層１１０、駆動用ＴＦＴ８５の能動層１１１を形成する。駆動用ＴＦＴ８５の能動層１１１は、第１及び第２のアモルファスシリコン層１０２，１０３が前記レーザーアニールにより結晶化したポリシリコン層１０２Ｐ，１０３Ｐから成る。画素選択用ＴＦＴ１０の能動層１１０は、第２のポリシリコン層１０３が前記レーザーアニールにより結晶化したものである。
【００３１】
その後、画素選択用ＴＦＴ１０の能動層１１０上に第１のゲート絶縁膜１０４Ａ、駆動用ＴＦＴ８５の能動層１１１上に第２のゲート絶縁膜１０４Ｂを形成する。さらに、第１のゲート絶縁膜１０４Ａ上にゲート電極５１，５２を第２のゲート絶縁膜１０４Ｂにゲート電極２０を形成する。そして、全面に層間絶縁層１０５を形成する。
【００３２】
このように本実施形態によれば、駆動用ＴＦＴ８５の能動層１１１（ポリシリコン層）の平均結晶粒径は画素選択用ＴＦＴ１０の能動層１１０（ポリシリコン層）の平均結晶粒径に比して小さくなる。従って、駆動用ＴＦＴ８５の能動層１１１内のキャリア移動度は画素選択用ＴＦＴ１０の能動層１１０内のキャリア移動度に比して小さくなる。
【００３３】
次に、画素選択用ＴＦＴ１０及び駆動用ＴＦＴ８５の構造の他の製造方法について説明する。まず、図４（ａ）に示す如く、絶縁性基板１００上の全面にシリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４）及びシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）からなるバッファ膜１０１をＣＶＤ法等により形成する。続いて、このバッファ膜１０１上の全面にアモルファスシリコン層１２０をＣＶＤ法により堆積する。
【００３４】
次に、図４（ｂ）に示す如く、画素選択用ＴＦＴ１０の形成領域のアモルファスシリコン層１２０を選択的にその膜厚の途中までエッチングし、薄い膜厚を有したアモルファスシリコン層１３０を残す。一方、駆動用ＴＦＴ８５の形成領域のアモルファスシリコン層１２０はエッチングされず膜厚の厚い状態でそのまま残存している。
【００３５】
次に、図５（ａ）に示す如く、絶縁性基板１００の上方から、膜厚の異なるアモルファスシリコン層１２０，１３０に対してレーザー照射を行うことで、これらのアモルファスシリコン層にレーザーアニールを施す。このレーザーアニール処理により、アモルファスシリコン層１２０，１３０は結晶化され、ポリシリコン層となる。このとき、このアモルファスシリコン層の厚さの相違により、駆動用ＴＦＴ８５の形成領域のポリシリコン層の平均結晶粒径は、画素選択用ＴＦＴ１０の形成領域のポリシリコン層の平均結晶粒径に比して小さくなる。
【００３６】
その後、図５（ｂ）に示すように、結晶化されたアモルファスシリコン層１２０，１３０をパターニングして、画素選択用ＴＦＴ１０の能動層１３１、駆動用ＴＦＴ８５の能動層１２１を形成する。その後、画素選択用ＴＦＴ１０の能動層１３１上に第１のゲート絶縁膜１０４Ａ、駆動用ＴＦＴ８５の能動層１２１上に第２のゲート絶縁膜１０４Ｂを形成する。さらに、第１のゲート絶縁膜１０４Ａ上にゲート電極５１，５２を第２のゲート絶縁膜１０４Ｂにゲート電極２０を形成する。そして、全面に層間絶縁層１０５を形成する。
【００３７】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。この実施形態では、上記の実施形態とは、反対に、図７の高レーザーエネルギー密度Ｅ２（Ｅ２＞Ｅ０）のレーザーエネルギー密度範囲を利用するものである。すなわち、前述したように、この高レーザーエネルギー密度範囲では、同一レーザーエネルギー密度Ｅ２の下で、薄い膜厚Ｔ１を有したアモルファスシリコン層の方が、厚い膜厚Ｔ２を有したアモルファスシリコン層に比して、レーザーアニール後の平均結晶粒径が小さい。
【００３８】
そこで、画素選択用ＴＦＴ１０の能動層となるアモルファスシリコン層を厚く形成し、駆動用ＴＦＴ８５となるアモルファスシリコン層を薄くして、これらのアモルファスシリコン層に対して同一レーザーエネルギー密度Ｅ２（Ｅ２＞Ｅ０）にてレーザー照射によるレーザーアニールを施すものである。その他の構造については前述の実施形態と全く同様であり、またその製造方法についても前述の実施形態の製造方法をそのまま利用できる。
【００３９】
即ち、画素選択用ＴＦＴ１０の能動層となるアモルファスシリコン層を厚く形成し、駆動用ＴＦＴ８５となるアモルファスシリコン層を薄く形成するためには、前述の実施形態とは反対に、最初にアモルファスシリコン層を全面に堆積し、その後駆動用ＴＦＴ８５の形成領域のアモルファスシリコン層を除去して再び、別のアモルファスシリコン層を堆積すればよい。もしくは、最初にアモルファスシリコン層を全面に堆積し、その後駆動用ＴＦＴ８５の形成領域のアモルファスシリコン層を途中までエッチングすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の一画素の平面パターン図である。
【図２】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明する断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明する断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の他の製造方法を説明する断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の他の製造方法を説明する断面図である。
【図６】シリコン平均結晶粒径とレーザーエネルギー密度との関係の実験結果を示す図である。
【図７】シリコン平均結晶粒径とレーザーエネルギー密度との関係を模式的に示す図である。
【図８】従来例に係る有機ＥＬ表示装置の一画素の等価回路図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  画素選択用ＴＦＴ          １１  保持容量線          １６  コンタクト
１７  アルミニウム配線          ２０  ゲート電極          ５０  ゲート線
５１  ゲート電極                ５２  ゲート電極          ６０  ドレイン線
８５  駆動用ＴＦＴ    ８５Ａ，８５Ｂ  並列トランジスタ    ７０  有機ＥＬ素子
９０  電源ライン              １００  絶縁性基板        １０１  バッファ層
１０２  第１のアモルファスシリコン層      １０３  第２のアモルファスシリコン層
１０４Ａ  第１のゲート絶縁層              １０４Ｂ  第２のゲート絶縁層
１０５  層間絶縁層                        １１０  第１の能動層
１１１  第２の能動層                      １２０  アモルファスシリコン層
１３０  アモルファスシリコン層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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